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1绪论1

1．1机械设计与现代科技产品1

1．1．1微型机械1

1．1．2仿生机构4

1．2机械设计基础课程的研究对象及内容9

1．2．1课程学习内容、特点及方法9

1．2．2机械的基本概念及特征10

1．3机械设计的基本要求和一般步骤17

1．3．1机械的基本要求17

1．3．2机械设计的程序步骤19

习题20

2平面机构运动简图及其自由度21

2．1运动副及其分类21

2．1．1构件自由度21

2．1．2运动副及其类别22

2．2平面机构运动简图24

2．2．1机构的组成24

2．2．2机构运动简图24

2．3平面机构自由度31

2．3．1平面机构自由度的基本概念31

2．3．2平面机构有确定运动的条件33

2．3．3计算平面机构自由度的注意事项35

习题41

3平面连杆机构43

3．1平面连杆机构的基本形式及特性43

3．1．1平面连杆机构概述43

3．1．2铰链四杆机构的基本形式及性质46

3．2平面连杆机构存在曲柄的条件59

3．2．1铰链四杆机构有一个曲柄的条件60

3．2．2铰链四杆机构形式判断61

3．3平面连杆机构的演化63

3．3．1曲柄滑块机构63

3．3．2导杆机构67

3．3．3偏心轮机构68

3．3．4四杆机构的组合69

3．4平面四杆机构设计71

3．4．1设计方法71

3．4．2常见的设计类型72

习题77

4凸轮机构及间歇运动机构80

4．1凸轮机构的应用及分类80

4．1．1凸轮机构的应用80

4．1．2凸轮机构的特点及适用场合84

4．1．3凸轮机构的组成84

4．1．4凸轮机构的类型85

4．2凸轮机构设计的基本任务及从动件常用运动规律91

4．2．1凸轮机构设计的基本任务91

4．2．2相关名词概念及运动分析基础知识91

4．2．3从动件常用运动规律93

4．3盘形凸轮轮廓曲线设计103

4．3．1凸轮轮廓线的设计方法及基本原理103

4．3．2对心直动从动件盘形凸轮设计104

4．3．3摆动从动件盘形凸轮轮廓设计109

4．4凸轮机构设计应注意的问题110

4．4．1凸轮机构压力角110

4．4．2凸轮基圆半径的确定112

4．5间歇运动机构简介113

4．5．1棘轮机构114

4．5．2槽轮机构118

4．5．3不完全齿轮机构123

4．5．4凸轮式间歇运动机构125

习题126

5螺纹连接和螺旋传动129

5．1螺纹的主要参数及常用类型129

5．1．1螺纹形成原理及螺纹类型129

5．1．2螺纹的主要参数133

5．2螺纹连接及螺纹连接件134

5．2．1螺纹连接的基本类型134

5．2．2螺纹连接配件138

5．3设计螺纹连接时应注意的问题139

5．3．1防松139

5．3．2提高螺纹连接承载能力的措施142

5．4螺旋传动143

5．4．1螺旋机构的类型及特点143

5．4．2螺旋机构的功能146

习题149

6带传动151

6．1带传动的类型及应用151

6．1．1带传动的组成及类型151

6．1．2带传动的主要几何尺寸155

6．1．3带传动的特点、使用及维护156

6．2摩擦型带传动工作情况分析159

6．2．1带传动受力分析159

6．2．2带传动的打滑与弹性滑动161

6．2．3带传动的应力分析及失效形式166

6．3普通V带传动的设计计算168

6．3．1 V带的类型、结构及型号168

6．3．2 V带传动设计计算171

6．4 V带轮的材料及结构180

6．4．1带轮材料180

6．4．2带轮结构180

习题182

7齿轮传动185

7．1齿轮传动的特点、类型及应用185

7．1．1齿轮传动的特点185

7．1．2齿轮传动的类型及应用186

7．1．3齿轮传动的基本要求192

7．2齿廓啮合基本定律及共轭齿廓193

7．2．1齿廓啮合基本定律193

7．2．2共轭齿廓194

7．3渐开线齿廓及其啮合特性195

7．3．1渐开线的形成及特性195

7．3．2渐开线齿廓符合齿廓啮合基本定律196

7．3．3渐开线齿轮的啮合特性197

7．4标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸200

7．4．1直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号200

7．4．2直齿圆柱齿轮的基本参数201

7．4．3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸204

7．5渐开线齿轮正确啮合及连续传动的条件205

7．5．1渐开线齿轮正确啮合的条件205

7．5．2渐开线齿轮连续传动的条件207

7．6渐开线齿轮的切齿原理210

7．6．1渐开线轮齿的加工方法210

7．6．2渐开线齿廓的根切现象216

7．7轮齿失效和齿轮材料220

7．7．1轮齿失效220

7．7．2齿轮材料224

7．8直齿圆柱齿轮的强度计算226

7．8．1轮齿的受力分析及计算载荷226

7．8．2齿根弯曲强度计算228

7．8．3齿面接触强度计算232

7．8．4齿轮传动设计准则235

7．8．5齿轮强度计算中的参数选择236

7．8．6齿轮传动设计的主要内容及步骤238

7．9斜齿圆柱齿轮传动241

7．9．1斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面及啮合特点241

7．9．2斜齿圆柱齿轮传动的基本参数及正确啮合条件242

7．9．3斜齿圆柱齿轮的当量齿轮246

7．9．4斜齿圆柱齿轮传动的受力分析248

7．10直齿圆锥齿轮传动250

7．10．1直齿圆锥齿轮的齿廓曲线及传动特点250

7．10．2直齿圆锥齿轮的基本参数及当量齿轮252

7．10．3直齿圆锥齿轮的受力分析255

7．11蜗杆传动256

7．11．1蜗杆传动机构的组成及特点256

7．11．2蜗杆传动的类型257

7．11．3普通蜗杆传动的基本参数及几何尺寸的计算与选择259

7．11．4蜗杆传动的正确啮合条件及齿面相对滑动263

7．11．5蜗杆传动的受力分析264

习题266

8轮系271

8．1轮系的功用及分类271

8．1．1轮系的功用271

8．1．2轮系的类型276

8．2定轴轮系的传动比计算278

8．2．1定轴轮系传动比值的计算278

8．2．2从动轮（末轮）转向的确定279

8．2．3定轴轮系传动比计算小结282

8．3周转轮系的传动比计算282

8．3．1周转轮系传动比计算的基本思路及转化轮系282

8．3．2周转轮系传动比的计算284

8．4复合轮系的传动比计算287

习题289

9轴291

9．1轴的类型及材料291

9．1．1轴的类型291

9．1．2轴的材料293

9．2轴的结构设计294

9．2．1轴的结构形状要求及其组成294

9．2．2确定轴结构尺寸时应注意的事项295

9．2．3轴上零件的固定297

9．2．4轴结构的设计步骤301

9．3轴的设计计算302

9．3．1粗略的设计计算302

9．3．2精确的校核计算303

习题310

10轴承312

10．1轴承的分类及功用312

10．2滚动轴承的类型、特点及代号313

10．2．1滚动轴承的基本结构、类型及特点313

10．2．2滚动轴承代号315

10．3滚动轴承的选用321

10．3．1各类滚动轴承的特点321

10．3．2滚动轴承的选用原则322

习题323

附录A 产品设计文档324

A1 提交三维软件建模324

A2 提交实体模型325

A3 提交设计图纸326

参考文献327